Иногда нервно-мышечные расстройства выглядят как заболевания с поражени­ем паренхимы легких, приводящие к ограничению расширения грудной клетки. Сни­жение силы дыхательных мышц может вызывать сходные отклонения в результатах кточных функциональных тестов. Если собственно легкие здоровы, то основной патофизиологической проблемой становится энергетическая несостоятельность, при

Рис. 4-4. Типичные спирограм-мы. (А) Здоровый человек. (Б) Больной обструктивной болез­нью ВП. (В) Больной рестрик-тивной болезнью легких. FEV,/FVC % понижено при об­струкции и сохранено при рест­рикции

которой вдох ослаблен, VC понижена, а результаты функциональных тестов похожи на те, что получают при заболеваниях с рестриктивными поражениями паренхимы легких. Нечто подобное можно наблюдать при недостаточном содействии в выпол­нении теста со стороны пациента или слабой мотивации. С практической точки зре­ния проблема заключается в том, чтобы установить, чем обусловлена рестрикция: действительно рестриктивными изменениями легких, поражением нервно-мышеч-

Рис. 4-5. Типичные петли :жо нираторной объемной скорости потока-объема у здорового че­ловека и больных с обструктив­ной и рестриктивной патологи­ей легких. При обструкции объем легких увеличен и кри­вая сдвинута влево. Объемные скорости потока выдоха умень­шены при всех объемах легких. При рестрикции объем легких снижен и кривая сдвинута впра-во. Хотя пиковая объемная ско­рость потока уменьшена, объем­ные скорости экспираторного потока увеличены по сравнению с объемными скоростями пото­ка у здорового человека при том же ()бт>еме легких

Для уточнения ситуации может быть измерена сила сокращения мышц вдоха и выдоха. Пациенту предлагают сделать максимальное усилие вдоха или выдоха на пход манометра, который регистрирует создаваемое изометрически результирую­щее давление.

Силы, развиваемые дыхательными мышцами, тесно связаны с объемом легких. Максимальное давление вдоха (MIP) достигается при наименьшем легочном объе­ме (RV), когда отношение длина-напряжение в диафрагме оптимизировано (гл. 2). И наоборот, максимальное давление выдоха (МЕР) достигается при TLC. Пациенты с: нервно-мышечными заболеваниями часто не способны достичь максимальных ве­личин давления, что предполагает рестриктивную патологию легких. Те же. пациен­ты, которые оказывают слабое содействие при проведении треста, часто добиваются :ггих величин легко. Так можно различить небрежное отношение к участию в функ­циональном тестировании и слабость нервно-мышечной природы. Важно понимать, чти максимальные величины инспираторного и экспираторного давления представ­ляют собой специфические тесты функции дыхательных мышц, и они, по большей части, не отражают собственно патологию легких.

Полезным тестом функции дыхательной системы в целом, включая мышечную силу, является максимальная произвольная вентиляция (MVV). Выполняя этот ма­невр, пациент в течение 12с дышит так часто и глубоко, как только может. Величина вентиляции (MVV) измеряется и выражается в литрах за 1 мин. Эмпирически было установлено, что MVV в 35—40 раз больше FEV,.

Измерение легочных объемов

До сих пор спирометрия выделялась как главное средство диагностики и коли­чественной оценки самых различных легочных расстройств. У некоторых пациен­тов, однако, прямое измерение легочных объемов может помочь в диагностической оценке изменений, первоначально выявленных с помощью спирометрии. Например, рс-чтриктивные болезни легких уменьшают VC. Однако VC может уменьшиться в результате обструкции ВП. В связи с этим возникает важный клинический вопрос: заключается ли проблема в чисто обструктивных нарушениях или они сочетаются с

В качестве примера приведем результаты обследования пациента, злоупотреб­ляющего курением, и с подозрением на профессиональную патологию легких. Об­струкция ВП чаще всего связана с курением (гл. 6), а многие профессиональные заболевания легких вызывают поражение по рестриктивному типу. При наличии обструкции выявление сниженной VC не позволяет разграничить типы изменений в легких (обструктивные и рестриктивные). В этом случае для облегчения интер­претации данных спирометрии полезно измерение объемов легких.

Определения

Несколько величин легочных объемов стали стандартными в функционально-диагностическом тестировании (рис. 4-6). Объем воздуха в легких пациента, нахо­дящегося в состоянии покоя, в положении, когда закончен обычный выдох, а голосо­вая щель открыта, называется функциональной остаточной емкостью (ФОБ; FRC). Во время спокойного дыхания инспираторный объем называется дыхательным объе­мом. (ДО; VT). Общая емкость легких (ОЕЛ; TLC) — это объем воздуха в легких после максимального вдоха, начавшегося с уровня FRC. Разница в объеме между FRC и TLC — емкость вдоха (ЕВ; 1C). Объем воздуха, покинувший легкие после завершения максимального выдоха, начатого от уровня TLC, есть жизненная ем­кость легких (экспираторная ЖЕЛ; VC). Объем воздуха, оставшийся в легких после завершения максимального выдоха, начатого от уровня TLC, называется остаточ­ным объемом (ОО; RV). Разница между FRC и RV является резервным объемом вы­доха (РОвыд; ERV). Все легочные объемы могут быть рассчитаны, исходя из ре­зультатов измерения VC и FRC. FRC можно измерить с помощью одного из двух способов: разведения гелия или плетизмографии тела.

Метод разведения гелия

Метод разведения гелия (рис. 4-7) основан на простом принципе сохранения масс. Инертный газ гелий, заключенный в дыхательном контуре известного объема, разводится дополнительным объемом неизвестной величины - объемом легких в

Рис. 4-6. Виды объемов легких, определяемые но си программе

положении FRC. После периода дыхания, необходимого для выравнивания газово­го состава в системе в целом, новая сниженная концентрация гелия отражает общий объем легких и дыхательного контура, в котором этот газ распределился. Поскольку объем последнего известен, объем легких может быть рассчитан.

Как изображено на рис. 4-7, испытуемый дышит в контуре, который включает водяной спирометр и поглотитель СО₂. К системе присоединено устройство, снаб­жающее ее кислородом. Непрерывное удаление СО₂ поглотителем и пополнение кислорода из внешнего источника позволяют пациенту дышать в контуре продол­жительное время (рис. 4-7А). Перед началом исследования система наполняется газовой смесью с известной концентрацией гелия. Во время процедуры гелий разво­дится по всей системе "легкие-спирометр". После установления равновесия новая концентрация гелия представляет собой меру нового объема, в котором распреде­лился газ.

Итак, объем контура спирометра (V_s) известен, начальная (Не,) и конечная концентрации гелия после возвратного дыхания в системе (Не₂) измеряются. Об­щее количество гелия, присутствующее первоначально (произведение начальной концентрации гелия и начального объема контура спирометра), равно общему коли­честву гелия после его равномерного разведения по всей системе "легкие-спиро­метр" (произведение конечной концентрации гелия и конечного объема системы, включающего начальный объем спирометра плюс FRC).

V_sx Не, - (V_s+ FRC) x He₂ [4-1]

Решая уравнение [4-1 ] относительно FRC, получаем следующее выражение: FRC - V_s x (He, - Не₂)/Не₂ [4-2]

Величина FRC, рассчитанная таким путем, в действительности включает не­большой объем мертвого пространства спирометра, который должен быть вычтен для получения истинной FRC пациента.

Хотя метод разведения гелия прост, его точность зависит от полноты смешива­ния газа в легких. У здоровых людей полное смешивание занимает всего лишь не­сколько минут. Однако у пациентов с плохо вентилируемыми участками легких (гл. 3), например при обструктивной легочной патологии, уравновешивание кон­центрации гелия наступает намного позднее. Таким образом, у пациентов с неравно­мерной вентиляцией определение легочных объемов методом разведения гелия мо­жет дать неточные результаты, а процедура измерения занимает продолжительное время.

Плетизмография тела

Плетизмография тела является более быстрым и надежным методом измере­ния объема легких, чем метод разведения гелия, однако он требует более сложного технического оснащения. Принцип плетизмографии тела базируется на законе Бой-ля, который описывает постоянство отношения между давлением (Р) и объемом (V) газа при постоянной температуре:

P,V, - P₂V_2j [4-3]

где: Р, — начальное давление газа,

V, — начальный объем газа,

Р₂ — давление после изменения объема газа,

V₂ — объем после изменения давления газа.

Человек, сидящий в герметической кабине плетизмографа, дышит через загуб-

-------........-'- «----------------------- - .^ж.,ч^Ж,л™, ,,, ™-.,,,^л,ж /,-л,,,. A ^«\ ЛУт *1/-1 Л 1.1- ТМ */> I* .01/- ТЛКТ -

Т31

тие шланга управляется электронным устройством. Человек от уровня FRC делает попытки вдохов и выдохов при закрытом шланге. Газ, содержащийся в легких, попе­ременно сжимается (на "выдохе") и разрежается (на "вдохе"). Изменения давления в ротовой полости (как эквивалент альвеолярного давления) и внутригрудного объе­ма газа (как отражение колебаний давления в герметической кабине) постоянно регистрируются.

Внутригрудной объем газа (VTG), как эквивалент FRC, измеряется согласно закону Бойля:

Pi x VTG = (Pi + АРА) х (VTG + AV), [4-4]

где: Pi — начальное давление в ротовой полости при FRC (т. е. атмосферное или

барометрическое давление), АРА — изменение давления в ротовой полости во время маневра "дыхания"

при перекрытом шланге, А V — изменение объема легких во время маневра "дыхания" при перекрытом

шланге.

Решая уравнение [4-4] относительно VTG, получаем:

vtg = -^-x(pi + apa). [4-5]

АРА ^v ' ^{L J}

Поскольку АРА ничтожно по сравнению с Pi, уравнение [4-5] может быть пред­ставлено в следующем виде:

AV vts —хР,. _[4-₆]

VTG выражается в литрах. Pi - барометрическое давление - измеряется пря­мым методом. Член уравнения [4-6] AV/APA представляет собой наклон линии,

Рис. 4-8. Метод измерения внутригрудного объема газа (Утс) с помощью плетизмог­рафии тела. Когда заслонка (S) закрыта при положении грудной клетки FRC, испы­туемый делает усилия вдоха и выдоха. По мере того как объем легких увеличивается с декомпрессией внутригруд­ного газа в процессе вдоха, давление в кабине (Рь) уве­личивается', противополож­ное происходит в процессе выдоха. Отношение между давлением во рту (Рд) и из­менением объема легких (AV) или давлением в каби­не изображается на экране. vtg рассчитывается как:

™-(жЬ-

где pi — исходное давление в ротовой полости при FRC (т. е. атмосферное или баро­метрическое давление)- Под­робности в тексте

Рис. 4-7. Метод измерения FRC с помощью разведения гелия в замкнутой системе. (А) Система перед подсоединением испытуемого. (Б) Система после подсоединения испытуемого и достижения равновесия. Начальная концентрация гелия в системе (Не,) сравнивается с конечной концентраци­ей после возвратного дыхания (Не₂) Если объем спирометра (V_s ) и его мертвое пространство (V_(i) известны, FRC может быть рассчитано как/ ц_е _ц_е A

^FRC=VsXh^TT^v<'

(По: Grippi M. A., Metzger L. F., Krupinski Л. V., Fishman A. P. Pulmonary function testing. In:

rz

проведенной через петлю объем-давление (рис. 4-8). Эта петля строится в коорди­натах: альвеолярное давление (Рл)-давление в кабине (Pb) (от "box" - кабина). Однако последний член уравнения прямо связан с изменением объема легких внут­ри кабины, так как она калибрована таким образом, что известные изменения объе­ма соответствуют постоянно измеряемым изменениям давления. Отсюда делается практический вывод о том, что член AV может быть заменен на АРЬ.

Плетизмография тела обеспечивает очень быстрое измерение объема легких и может быть применена многократно за короткое время. Некоторые пациенты однако не переносят пребывание в кабине из-за боязни замкнутого пространства (клаустро­фобия). Кроме того, препятствием для использования этого метода могут быть не­достатки сложения (например, крайние степени ожирения).

Типичные данные тестов